浅谈山西省煤矿瓦斯(煤层气)抽采利用现状、存在问题及建议

山西省煤矿瓦斯（煤层气）资源极为丰富,瓦斯（煤层气）抽采利用工作走在全国的前列。本文主要从全省瓦斯（煤层气）抽采利用现状、存在的问题和对策措施方面进行阐述。     

新型囊袋式注浆封孔器在阳煤集团的研发与应用

针对阳泉矿区瓦斯抽采钻孔封孔质量差、抽采效率低的问题,分析了传统的瓦斯抽采钻孔封孔工艺的缺陷,结合阳泉矿区多年来在瓦斯抽采钻孔封孔中的研究,提出了新型囊袋式注浆封孔装置及封孔方法,阐述了该装置的结构、封孔原理及优势,并在阳泉矿区寺家庄煤矿得到了验证。     

山西省煤层气开发利用浅析

分析了山西省主要煤田煤层气资源状况和开发利用现状,提出了山西省煤田煤层气开发利用应该以地面抽采利用为主,并发展煤矿井下瓦斯抽放利用。     

过采空区叠置“三带”定向钻井技术研究

贵州煤炭资源量大,经长期开采,形成大面积采空区,采空区下伏煤层气资源量丰富,但开发利用率低。主要原因为贵州地区地面条件复杂、煤系地层纵向跨度大、煤层发育具有多薄等特点。在采空区钻井抽采上覆煤层卸压瓦斯及下伏煤层气时,采用常规钻井技术成井较为困难,易发生井下复杂事故,导致贵州地区对煤矿采空区内煤层气资源的开发利用较少。为了抽采采空区上覆煤层卸压瓦斯及充分利用采空区下伏煤层煤层气资源,探索多煤层采空后上覆煤岩层叠置“三带”在纵向发育特征及底鼓煤岩层应力变化规律就显得尤为重要。以贵州盘江矿区山脚树矿为例,实施1口过采空区多煤层定向试验井。结果表明：在贵州特殊地质条件下在煤矿采空区实施定向井抽采上覆煤层气卸压瓦斯及下伏煤层煤层气具有很好的经济性。同时通过该井的成功实施,首先探明了盘江矿区多煤层采空后“叠置”三带在纵向上的发育特征,其次成功获取了煤矿采空区下伏煤层煤层气抽采关键地质及工程技术参数,实现了采空区煤层气资源利用最大化,为后续在盘江矿区乃至整个贵州地区开展采空区瓦斯卸压抽采及下伏煤层煤层气开发提供了宝贵的工程经验和技术支撑。     

煤层气资源分级及利用方案探讨

基于目前我国的地面煤层气开发和煤矿井下瓦斯抽采现状,在综合考虑煤层气资源的有效开发利用,以及尽可能缓和煤矿瓦斯抽采和地面煤层气开发各部门矛盾的基础上,根据煤层气资源富集成藏的特点以及煤层气开发的特殊性,以气含量为主要标准,同时考虑构造复杂程度和煤层渗透率因素,对煤层气资源进行了分级,并提出利用方案。该方案对煤层气研究、煤矿瓦斯抽采和地面煤层气开发都具有指导作用。     

淮北矿区煤层气抽采利用技术探讨

淮北煤田位于能源缺乏的华东腹地,富集大量的煤层气资源。本文介绍了淮北矿区煤层气赋存情况、抽采方式和利用现状,针对淮北矿区的煤层地质条件,指出目前煤矿瓦斯抽采和利用的难点,提出在煤矿开采所造成的地层扰动下进行瓦斯抽采,进而叙述了“一井三用”的煤气共采的新途径。     

中国废弃煤矿瓦斯资源评价与抽采利用研究进展

中国废弃煤矿数量巨大且多为高瓦斯矿井,综合考虑废弃煤矿瓦斯赋存的利弊及其时效性特点,认为亟需对废弃煤矿瓦斯资源进行开发利用。从废弃煤矿瓦斯资源开发利用的2个关键步骤:废弃煤矿瓦斯资源评价、瓦斯抽采利用入手,系统汇总分析了当前废弃煤矿瓦斯赋存范围、瓦斯来源及赋存状态、瓦斯资源量估算模型、瓦斯富集分布规律及抽采布井优化方面的研究进展,得出了废弃煤矿瓦斯资源评价及抽采利用方面存在的问题及研究方向。     

湖南煤层气地面钻井抽采技术展望

在煤层气地面抽采技术日趋成熟的今天,湖南高瓦斯煤矿因"先抽后掘、先抽后采"生产停滞不前。将矿井瓦斯作为一种洁净能源开发利用,既解决了制约煤矿生产的安全问题,又为社会提供了新的能源。文章从煤层气生成、储存理论及抽采技术的发展入手,探讨了科学理论与具体实际的有机统一,以省内高瓦斯矿区煤层气开发利用为目的,以求煤层气地面抽采技术有一个新的提高,以加速湖南煤炭工业的发展。     

我国煤层气(煤矿瓦斯)开发利用现状及展望

为摸清我国煤层气(煤矿瓦斯)开发利用总体情况,在系统总结我国2011年至2015年煤层气开发利用、煤矿瓦斯抽采利用现状的基础上,指出了我国煤层气(煤矿瓦斯)产业发展中面临的体制机制创新需进一步加强,开发利用技术、装备、设施需进一步完善,部分扶持政策激励效果逐渐弱化等问题,展望了未来我国煤层气(煤矿瓦斯)开发利用产业的发展方向,并提出了创新体制机制、大力推进科技创新、转变发展方式等相关建议。     

煤层气及瓦斯开发步入产业化

2006年5月底，国家发展改革委员会批准了煤层气（煤矿瓦斯）开发利用“十一五”规划，将瓦斯和煤层气推向了开发利用的产业化发展渠道，并力争到2010年，全国煤层气产量达100亿m^3，其中，地面抽采煤层气50亿m^3，利用率100％；井下抽采瓦斯50亿m^3，利用率60％以上．新增煤层气探明地质储量3000亿m^3，并逐步建立煤层气和煤矿瓦斯开发利用产业体系．     

陕西彬长矿区低阶煤地面煤层气开发方式

分析陕西省彬长矿区大佛寺井田的地质构造、煤层特征、储层渗透性、煤吸附特征、煤层含气量、煤层气资源潜力,研究地面煤层气开发方式的技术特点和适应性特征,采用数值模拟手段及煤层气CBM-SIM模拟软件对垂直井和多分支水平井在大佛寺井田的抽采效果进行了预测,为以后彬长矿区及国内其他类似地区的低阶煤地面煤层气开发提供了技术支撑和参考。陕西彬长矿区是我国典型的低阶煤矿区,4号煤层为主采煤层,煤层厚度大,含气量低,渗透性较好。测试结果表明,垂直井与水平井在大佛寺井田有着良好的抽采效果,垂直井单井最高日产气量2 221.26 m^3,5个分支的水平井最高日产气量超过25 000 m^3。在今后矿区煤层气开发中,应结合地质条件、抽采目的、开发工艺和投资成本等因素,选择最优开发方式。     

山西采煤采气一体化开发模式探讨

由于煤层气资源与煤炭资源共伴生的赋存特点,以及煤炭、煤层气矿业权设立的时序差异,导致山西省煤炭与煤层气矿业权呈现重叠区块多、重叠面积大的特点。为实现山西省采气采煤的有序衔接,在兼顾煤炭、煤层气矿业权人合法权益的基础上,促进煤炭、煤层气资源合理开发利用,促进双方矿业权人合理解决资源利用与安全互保等问题,本文通过对"晋城模式""三交模式""中联-阳煤模式"等山西省现有采煤采气一体化开发模式进行分析对比,从合作模式、开采时序、保障措施等方面,为矿业权人提供新的采煤采气一体化参考建议。     

贵州水城玉舍中井煤矿煤层气资源评价

结合玉舍中井煤矿煤质特征,对该煤矿煤层气的控制因素进行了分析,同时对全区可采煤层的煤层气含量进行测试及对煤层气资源量进行估算.通过对水城玉舍中并煤矿煤层气分布规律研究,对合理开发利用煤层气资源具有重要意义.     

The control of coal mine gas and coordinated exploitation of coal bed methane in China

Based on the characteristics of the coalfield geology and the distribution of coal bed methane (CBM) in China, the geological conditions for exploiting the CBM and draining the coal mine gas were analyzed, as well as the characteristics of CBM production. By comparing the current situation of CBM exploitation in China with that in the United States, the current technology and characteristics of the CBM exploitation in China were summarized and the major technical problems of coal mine gas control and CBM exploitation analyzed. It was emphasized that the CBM exploitation in China should adopt the coal mine gas drainage method coordinated with coal mine exploitation as the main model. It was proposed that coal mine gas control should be coordinated with coal mine gas exploitation. The technical countermeasure should be integrating the exploitation of coal and CBM and draining gas before coal mining.     

两淮煤田煤层气与煤炭勘查开发时空配置关系

煤矿区煤层气勘查开发既存在煤炭、煤层气(瓦斯)勘探程度高的优势,也存在煤炭与煤层气矿业权大面积重置的劣势,因此进行煤层气与煤炭勘查开发时空配置关系研究,对实现煤矿区煤层气与煤炭安全高效协调开发具有非常重要的现实意义。综合分析煤炭开发时空接替规律和煤炭、煤层气矿业权设置现状,以煤炭矿井或勘查区为基本地质单元,两淮煤田可划分为7类性质不同的区块。在系统分析不同区块煤炭、煤层气勘查开发时序和煤层气开发方式的基础上,结合煤层气地质条件,以勘查开发的空间布局、时序安排为主线,深入探讨了两淮煤田7类区块的煤层气与煤炭勘查开发原则、煤层气开发方式、重点区块分布、含气面积及资源量等,建立了煤层气与煤炭勘查开发的时空配置模式,为矿业权重叠问题提供了技术解决方案。     

天荣矿二2煤储层物性及特征

煤储层物性及特征是煤层气地质理论的重要内容，加强其研究对提高煤层气勘探开发成效至关重要。基于天荣矿地质、煤层气勘探及相关测试等资料，采用地质与煤层气地质理论对该矿二₂煤储层物性及特征进行了研究。结果表明:天荣矿二₂煤层物理性质良好，生烃物质丰富；煤层含煤性、稳定性、可采性好，煤层气含量和纯度高，可为煤层气开发提供良好对象和气源条件；煤变质程度高，煤中裂隙相对发育，但其渗透性整体较差，渗透率分异显著且普遍低下；煤储层能量较强且分异显著，煤储层压力状态为欠压—超压型，并以正常—超压煤储层压力状态为主，有利于煤层气高产富集。     

废弃矿井瓦斯——值得关注的煤层气资源

从废弃矿井逸散到大气中的瓦斯是一种温室气体，同时也是一种煤层气资源。本文对废弃矿井瓦斯的特点、资源预测方法和开发利用现状等内容进行了介绍，从技术层面提出了废弃矿井瓦斯开发利用存在的主要问题，以及下步需要进行的主要工作。     

矿井瓦斯(CMM)抽采与地面开发设计的理论研究与实践

本文从与煤伴生的煤层甲烷赋存的概述入手，分五部分阐述了煤层甲烷在采矿活动影响及矿井通风作用下，在煤层围岩三维坐标空间里随时间变化的运移规律；在此基础上，指出了煤矿井下瓦斯抽采与地面开发设计所遵循的原则，并通过实践加以验证；最后指出，高瓦斯含量（包括煤与瓦斯突出）、低透气性、复合煤层群开采条件的矿区，只要遵循瓦斯在采矿活动、矿井通风负压的影响下的运移规律进行设计，是可以实现矿井瓦斯（CMM）高效抽粟与地面开发的。     

不同煤储层条件下煤岩微孔结构及其对煤层气开发的启示

在现场宏观观测的基础上,采用显微镜下观测、镜质组反射率测试及低温氮吸附方法,对沁水盆地和淮北煤田不同矿区煤岩的变质变形作用与微孔结构特征进行了深入研究。结果表明：高变质强变形-较强变质煤储层（Ⅰ类）和中变质较强变形煤储层（Ⅲ类）有利于煤层气的富集,不利于煤层气的扩散和渗流;高变质弱变形煤储层（Ⅱ类）和中变质弱变形煤储层（Ⅳ类）较有利于煤层气的富集,也有利于煤层气的渗流;低变质强变形煤储层（V类）有利于煤层气的富集,但不利于煤层气的解吸和渗流。由此,沁水盆地南部及淮北煤田中南部是煤层气勘探开发的有利区域。     

低煤阶煤层含气量特征及瓦斯涌出机制探讨

煤层含气量是表征煤层气储层特征的关键参数之一。为了准确获取低煤阶煤层含气量,以彬长矿区大佛寺煤矿为例,根据Langmuir方程和排采过程中实测的临界解吸压力计算了4号煤层含气量。根据计算结果,4号煤层含气量为2.30~3.62 m^3/t,平均为2..87 m^3/t,是煤层含气量测试结果的0.88~1.93倍,符合低阶煤的特征,最为接近4号煤层原始含气量。并根据矿山岩层移动理论和渗流理论探讨了4号煤层含气量低而煤矿生产过程中瓦斯涌出量大的原因。分析认为,煤层在开采过程中,随着顶、底板岩层变形、垮落和移动,应力释放使煤体产生大量的新生裂隙,改变了煤体结构特征,促使煤层渗透性发生了根本性的改变,形成卸压增透和增流效应,造成大佛寺煤矿瓦斯涌出量急剧增大。